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蛋白质结晶技术发展的艰难历程

科学家们研究蛋白质结晶技术花费了很长时间。1988年诺贝尔化学奖被授予三位德国科学家，原因是三个人通力合作，在世界上解析了一种膜蛋白——菌光合反应中心的高分辨率三维结构，它拉开了膜蛋白结构生物学的序幕，在生物学界影响非常大。之后，科学家们在***组学和蛋白质组学领域不断取得新进展，可以作为潜在靶向的蛋白质的数量呈指数级增加，然而这些方法获得有用晶体的成功率不足20%。

2011年，英国帝国理工学院和萨里大学的科学家们使用一种“分子印迹聚合物（MIPs）”的材料，研发出了一种更有效的制造蛋白质晶体的方法。但是这种方法在结晶条件成分复杂，包含高盐，，宽泛的酸碱区间等条件下，容易造成MIPs对蛋白质的印记作用失效。科研不断深入，技术不断迭代，目前，应用为广泛的晶体制备方法当属规模筛选，比如高通量蛋白质结晶筛选，即从成百上千个溶液条件中筛选出适合结晶的条件。据相关数据显示，目前的高通量蛋白质结晶筛选的成功率仅为15.6%，严重制约了蛋白质结晶技术在结构生物学领域的应用和发展。缺乏、广谱的蛋白晶体制备技术是目前结构生物学研究中的技术瓶颈。

近期，由深圳***技术研究院喻学锋研究员课题组研发的一种蛋白质结晶筛选添加剂——人工晶种混悬液打破了技术桎梏。新法的应用，能够让蛋白质晶体的结晶更简便，更科学，更完整。

蛋白质结晶方法

结晶方法(Crystallization Techniques)1.1.1 分批结晶(Batch Crystallization) 这是老的简单的结晶方法，其原理是同步地在蛋白质溶液中加入沉淀剂，立即使溶液达到一个高过饱和状态。幸运的话，不需进一步处理即可在过饱和溶液中逐渐长出晶体。一个用于微分批结晶的自动化系统已被Chayen等人设计出（1991，1992），其微分批方法中，他们在1-2μl包含蛋白质和沉淀剂的液滴中生长晶体。液滴被悬浮在油（如石蜡）中，油的作用是作为封层以防止蒸发，它并不干扰普通沉淀剂，但是干扰能溶解油的(Chayen, 1997; see also Chayen, 1998)。

蛋白结晶板

形核剂的添加使蛋白质晶体异相形核,相较于均相形核其需要克服的阻力小,形核势垒低.因而形核剂的使用对于难结晶蛋白或者起始浓度过低的蛋白质结晶具有重要意义.随着结构生物学的发展,形核剂在蛋白质结晶中的研究仍是结晶方法学领域的热点问题.多孔微球对蛋白质分子的吸附作用有利于无序蛋白质分子团簇的形成,进而促进蛋白质形核.添加多孔微球不但可以增加结晶条件筛选数,也可以提高晶体质量.促进蛋白质分子有序排列的形核剂籽晶的使用,使晶体的形核生长过程始终处于结晶体系溶液浓度较低的状态,而交联的籽晶因为稳定性更高而更有应用前景.新型交互扩散结晶板中。

新型蛋白质结晶板

本实用新型公开了一种新型的蛋白质结晶板,包括顶部结晶板和下端结晶板,所述顶部结晶板安装固定在下端结晶板的上端位置上,所述顶部结晶板的上端中间设置有阵列凹槽,通过结晶板外壳,内部储槽和滴液凹槽所组成的三孔结晶板可以很好的满足特定的使用需要,三孔结晶板的结晶板外壳连接在顶部结晶板上,从而可以很好的固定连接住。

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